Bilim İnsanları İlk Kuantum Işınlanmayı İnternetle Gerçekleştirdi
2024 yılında, bir kuantum ışık hali, bir zamanlar imkansız olduğu düşünülen bir mühendislik başarısı olan internet trafiğinin ortasında 30 kilometreden fazla (yaklaşık 18 mil) fiber optik kablo üzerinden başarıyla ışınlandı.
ABD’deki araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen bu etkileyici gösteri, sabah trafiğini atlatmak için işe ışınlanmanıza ya da en sevdiğiniz kedi videolarını daha hızlı indirmenize yardımcı olmayabilir.
Ancak kuantum durumlarının mevcut altyapı üzerinden ışınlanabilmesi, kuantum bağlantılı bir bilgi işlem ağına, gelişmiş şifrelemeye ya da güçlü yeni algılama yöntemlerine ulaşma yolunda atılmış muazzam bir adımı temsil ediyor.
Çalışmayı yöneten Northwestern Üniversitesi bilgisayar mühendislerinden Prem Kumar, “Bu inanılmaz derecede heyecan verici çünkü kimse bunun mümkün olduğunu düşünmemişti” diyor.
“Çalışmamız, birleşik bir fiber optik altyapıyı paylaşan yeni nesil kuantum ve klasik ağlara giden yolu gösteriyor. Temel olarak, kuantum iletişimini bir sonraki seviyeye taşımanın kapısını açıyor.”
Yolcuları göz açıp kapayıncaya kadar zaman ve mekanın ötesine götüren Star Trek ulaşım sistemleriyle benzerlik gösteren ışınlanma, bir konumdaki bir nesnenin kuantum olasılıklarını alır ve onu dikkatlice yok ederek aynı olasılıklar dengesini başka bir konumdaki benzer bir nesneye zorlar.
Her ne kadar iki nesneyi ölçme eylemi kaderlerini aynı anda mühürlese de, kuantum kimliklerini birbirine dolama süreci yine de uzaydaki noktalar arasında tek bir bilgi dalgası göndermeyi gerektirir.
Parçacıkların kuantum doğası, durumların ‘ışınlanmasına’ olanak tanıyarak teknolojide yeni yollar açıyor. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images).
Bir bahar yağmurundaki peri ipi gibi, herhangi bir nesnenin kuantum durumu, yaratıldıktan birkaç dakika sonra gerçekliğin içinde erime riski taşıyan puslu bir olasılık lekesidir. Elektromanyetik radyasyon dalgaları ve hareket eden parçacıkların termal çarpışması ve öğütülmesi, bir şekilde korunmadığı takdirde kuantum anlamını hızla tutarsızlığa indirger.
Bilgisayarların içindeki kuantum durumlarını korumak bir şeydir. Kuantum durumunu korurken tek bir fotonu banka işlemleri, kedi videoları ve kısa mesajlarla uğuldayan optik fiberler aracılığıyla göndermek çok daha ürkütücüdür. Kuantum peri ipinizi Mississippi’ye atıp sonunda tadının da aynı derecede güzel olmasını umabilirsiniz.
Optik fiberler internet iletişimini iletmek için kullanılır. (alphaspirit it/Canva)
Araştırmacı ekip, saniyede 400 gigabitlik internet trafiğine karşı yalnız fotonlarının değerli durumunu korumak için, fotonun kanalını kısıtlamak ve dağılma ve diğer dalgalarla karışma olasılığını azaltmak için çeşitli teknikler uyguladı.
Kumar, “Işığın nasıl saçıldığını dikkatle inceledik ve fotonlarımızı bu saçılma mekanizmasının en aza indirildiği yargısal bir noktaya yerleştirdik” diyor.
“Aynı anda mevcut olan klasik kanallardan parazit almadan kuantum iletişimi gerçekleştirebileceğimizi gördük.”
Diğer araştırma grupları internet simülasyonlarında klasik veri akışlarının yanı sıra kuantum bilgisini başarıyla iletirken, Kumar’ın ekibi gerçek bir internet akışının yanı sıra bir kuantum durumunu ışınlayan ilk ekip oldu.
Her test, kuantum internetin kaçınılmaz olduğunu ve bilgisayar mühendislerine dünyamızı daha önce hiç olmadığı kadar ölçmek, izlemek, şifrelemek ve hesaplamak için, bunu yapmak için interneti yeniden icat etmeye gerek kalmadan yepyeni bir araç seti verdiğini gösteriyor.
Kumar, “Kuantum ışınlama, coğrafi olarak uzak düğümler arasında güvenli bir şekilde kuantum bağlantısı sağlama yeteneğine sahiptir” diyor.
“Ancak pek çok insan uzun zamandır kimsenin ışık parçacıklarını göndermek için özel bir altyapı inşa etmeyeceğini varsayıyor. Eğer dalga boylarını doğru seçersek, yeni bir altyapı inşa etmek zorunda kalmayız. Klasik iletişim ve kuantum iletişimi bir arada var olabilir.”
Kaynak: https://www.sciencealert.com
İlk Kez Kuantum Bilgisayarlar Arasında Işınlanma Gerçekleştirildi